Wymienniki ciepła (LMTD): karta pracy z odpowiedziami

Darmowa karta pracy do druku – Wymienniki ciepła (LMTD): 6 zadań od łatwych do poziomu egzaminu, z kluczem odpowiedzi. Wydrukuj ją lub zapisz jako PDF.

Nowa karta pracyĆwicz online z podpowiedziami

Dla nauczycieli: można bezpłatnie drukować, kopiować i używać na zajęciach. Każdy nowy arkusz ma nowe wartości i własny klucz odpowiedzi. Będziemy wdzięczni za link do ExamProblems na stronie kursu.

Imię: ____________________   Data: ____________

1.Łatwy
długośćT150 °C55 °C125 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 150 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 125 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 150 → 55 °CTc: 10 → 125 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT125 °C55 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 6 m² i współczynnik przenikania ciepła 800 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 125 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 35 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 6 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 55 °CTc: 15 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT120 °C105 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 80 kW. Gorący płyn stygnie od 120 do 105 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 25 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 80 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 120 → 105 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
4.Średni
długośćT140 °C30 °C120 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 140 °C. Woda chłodząca (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 30 do 120 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 140 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 120 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT135 °C95 °C16,7 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 135 do 95 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 95 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT110 °C??15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 1 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 110 °C, a zimny 15 °C. Wymiennik ma A = 3 m² i U = 300 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 15 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 34,03 K
  2. 2. Q̇ = 296 kW
  3. 3. A = 0,5767 m²
  4. 4. A = 21,38 m²
  5. 5. A = 4,169 m²
  6. 6. Th,out = 65 °C

Pełne rozwiązania krok po kroku: ćwicz ten temat na examproblems.com.